اگر تجربه بازیهای گیمینگ داشته باشید، احتمالاً با صحنههایی روبهرو شدهاید که لبههای اشیاء یا شخصیتها دندانهدار و ناصاف به نظر میرسند. این ناهمواریها نهتنها زیبایی تصاویر را کم می کنند بلکه میتواند حس مصنوعیبودن را به محیط بازی منتقل کند.
فناوری آنتیآلیاسینگ دقیقاً برای رفع همین مشکل طراحی شده است؛ قابلیتی که با هموار کردن لبهها، تصاویر را طبیعیتر و چشمنوازتر نمایش میدهد و جریان بازی را روانتر میکند.
اهمیت این فیلتر آنقدر بالاست که در اغلب تنظیمات گرافیکی بازیها جایگاه ثابتی دارد، اما استفاده نادرست یا بیشازحد از آن میتواند فشار زیادی بر منابع سختافزاری وارد کرده و عملکرد کلی بازی را مختل کند.
در این مقاله قرار است بفهمیم Anti-Aliasing دقیقاً چیست، روشهای مختلف آن را بررسی کنیم و ببینیم هر کدام در چه شرایطی بهترین نتیجه را ارائه میدهند.
Anti Aliasing چیست؟
برای درک مفهوم Anti-Aliasing، ابتدا باید ببینیم Aliasing چیست. همانطور که میدانید، هر تصویری که روی صفحهنمایش ظاهر میشود از میلیونها پیکسل تشکیل شده است. این پیکسلها کوچکترین واحدهای سازنده تصویر دیجیتال هستند که همچنان ساختاری مستطیلی دارند. بنابراین، زمانی که اشکال گرد یا خطوط مورب روی صفحه نمایش داده میشوند، لبههای آنها ناصاف و دندانهدار به نظر میرسند چون خودشون گوشهدارن، نتیجهاش اینه که لبههای تصویر دندونهدار و ناصاف دیده می شود. این ناهمواریها جلوهای غیرطبیعی و بریده به تصویر میدهند که به آن پدیده Aliasing گفته میشود.
Anti-Aliasing همانطور که از نامش پیداست، تکنیکی است که برای صاف و «نرم» کردن این لبههای ناصاف به کار میرود یعنی فناوریای است که برای نرم و صاف کردن لبههای دندانهدار تصاویر طراحی شده است. وقتی در بازی یا محیط گرافیکی با لبههای ناهموار روبهرو میشویم، این ناهمواریها باعث میشوند تصویر غیرطبیعی و بریده به نظر برسد. آنتیآلیاسینگ با اعمال پردازش روی پیکسلها، این لبهها را هموار کرده و تصاویر را شفافتر، یکنواختتر و طبیعیتر نشان میدهد.
به بیان ساده، این فناوری مثل یک قلموی ظریف عمل میکند که زوایای تیز و دندانهدار تصاویر را صیقل میدهد و تجربه بصری شما را در بازیها و نرمافزارهای گرافیکی روانتر میکند.
پیشنهاد خواندنی: فریم ریت چیست؟
آنتی آلیاسینگ چگونه کار میکند؟
فیلتر آنتیآلیاسینگ ابتدا لبههای دندانهدار تصویر را پیدا میکند. سپس رنگ پیکسلهای اطراف هر لبه را بررسی میکند و آنها را با هم ترکیب میکند تا یک رنگ جدید بسازد. در نهایت رنگ جدید به خود لبهها اعمال میشود و باعث میشود لبهها صافتر و نرمتر دیده شوند.
بنابراین این فیلتر از دو قسمت تشکیل شده است:
نمونهبرداری چندباره (Multi-sampling): یعنی تصویر را چند بار از زاویههای مختلف بررسی میکند تا بفهمد دقیقاً کجاها دندانهدار هستند.
میانگینگیری رنگها: رنگ پیکسلهای اطراف لبه را با هم ترکیب میکند تا یک رنگ میانی بسازد که مرز بین شکل و پسزمینه را نرمتر کند.
انواع فیلتر انواع Anti Aliasing
اگرچه آنتی آلیاسینگ انواع مختلفی دارد، اما هریک از آنها تنها از دو روش بهره میبرند. روش اول سوپر سمپلینگ (supersampling) است. در این روش، تصاویر با وضوح بالاتر رندر شده و از جزییات اضافی برای صاف کردن لبههای ناهموار در تصویر نهایی استفاده میشود. روش دوم guessing-really نام دارد. برخی از مدلهای Anti-Aliasing با بهره مندی از این روش، به جای رندر کردن تصویر با وضوح بالاتر، از یک الگوریتم برای نمایش پیکسلهای اطراف و حدس زدن جزییات اضافی استفاده میکند.
روشهای مختلفی برای اعمال Anti-Aliasing وجود دارد که هرکدام عملکرد و نتیجه متفاوتی دارند. در ادامه با رایجترین این تکنیکها آشنا میشویم:
۱. Supersample Anti-Aliasing (SSAA)
تکنیک Supersample Anti-Aliasing یا به اختصار SSAA یکی از ابتداییترین اما سنگینترین روشهای حذف پدیده دندانهدار شدن (Aliasing) تصاویر است. در این روش ابتدا تصویر در رزولوشنی بسیار بالاتر از رزولوشن نهایی رندر میشود و سپس با کاهش مقیاس به اندازه واقعی نمایشگر تبدیل میگردد.
این فرآیند باعث میشود لبههای تصویر که معمولاً بهصورت دندانهدار دیده میشوند، کاملاً صاف و طبیعی جلوه کنند. البته هرچه رزولوشن اولیه بالاتر باشد، کیفیت نهایی تصویر نیز شفافتر و بدون نویز خواهد بود.
مزیت اصلی SSAA در تولید تصاویری با وضوح بالا و لبههای کاملاً هموار است. با این حال این روش به شدت منابع سختافزاری را درگیر میکند و میتواند منجر به افت نرخ فریم در بازیها شود. به همین دلیل استفاده از SSAA در کارتهای گرافیکی میانرده یا ضعیف توصیه نمیشود.
۲. MSAA (Multi-Sampling Anti-Aliasing)
وش MSAA یا Multi-Sampling Anti-Aliasing یکی از رایجترین تکنیکهای آنتیآلیاسینگ است که تلاش میکند بین کیفیت تصویر و مصرف منابع سختافزاری تعادل ایجاد کند. تفاوت اصلی آن با SSAA این است که به جای رندر گرفتن از کل تصویر در رزولوشن بالاتر، فقط روی لبههای اشیاء تمرکز میکند.
MSAA فقط بخشهایی را که احتمال دندانهدار شدن دارند چند بار نمونهگیری و پردازش میکند. به همین دلیل لبهها صافتر و طبیعیتر دیده میشوند، بدون اینکه کل تصویر به شکل سنگین رندر شود. این کار باعث میشود کیفیت تصویر بهبود یابد و در عین حال فشار روی کارت گرافیک بهطور محسوسی کاهش پیدا کند.
البته این روش روی بخشهایی مثل افکتهای شفافیت، سایه یا انعکاس همچنان محدودیت دارد و ممکن است دندانهها به طور کامل برطرف نشوند. با این وجود، مزیت بزرگ MSAA همین کاهش مصرف منابع سختافزاری در کنار ارائه کیفیت مناسب است؛ به همین دلیل در بسیاری از بازیها و نرمافزارهای گرافیکی یکی از محبوبترین انتخابها به حساب میآید.
پیشنهاد خواندنی: کارت گرافیک چیست؟
۳. FXAA (Fast Approximate Anti-Aliasing)
تکنیک FXAA یکی از سریعترین و سبکترین روشها برای صاف کردن لبههای دندانهدار تصاویر است. برخلاف روشهایی مانند SSAA و MSAA که قبل از تولید تصویر نهایی روی مدلهای سهبعدی و رندر اصلی کار میکنند، FXAA تنها روی تصویر نهایی دوبعدی اعمال میشود و با یک فیلتر نرم، لبهها را یکنواخت میکند.
چون این روش نیاز به پردازش سنگین یا نمونهگیری دوباره ندارد، فشار زیادی روی کارت گرافیک وارد نمیشود و مصرف منابع سختافزاری بسیار پایین است. به همین دلیل، FXAA برای سیستمهای میانرده یا ضعیف مناسب است و اجرای آن تقریباً بر نرخ فریم بازیها تاثیری ندارد.
البته FXAA بینقص نیست. چون فیلتر نرم روی کل تصویر اعمال میشود، ممکن است جزئیات ظریف مانند متون یا بافتهای دقیق کمی تار دیده شوند.
۴. TXAA (Temporal Anti-Aliasing eXtreme)
تکنیک TXAA ترکیبی پیشرفته از چند روش آنتیآلیاسینگ است که برای کاهش لرزش و دندانهدار شدن لبههای تصاویر در صحنههای متحرک طراحی شده است. برخلاف FXAA که سبک و سریع عمل میکند، TXAA پردازش سنگینتری دارد و به توان بالاتری از کارت گرافیک نیاز دارد.
در این روش اطلاعات چند فریم پشتسرهم بررسی میشود تا ناهماهنگیهای بصری اصلاح شوند. نتیجهی این فرآیند، حرکت روانتر و طبیعیتر اجسام در تصویر است؛ ویژگیای که TXAA را به گزینهای مناسب برای بازیهایی با صحنههای پرتحرک و تغییرات سریع تبدیل میکند.
با این حال، TXAA محدودیتهایی هم دارد. در برخی شرایط ممکن است تاری حرکتی یا پدیده گوستینگ (ghosting) در تصویر مشاهده شود، بهخصوص زمانی که حرکتها سریع یا تغییرات نور شدید باشد.
۵. Sumpixel Morpholohgical Anti-Aliasing (SMAA)
تکنیک SMAA (Subpixel Morphological Anti-Aliasing) نسخهای پیشرفته و بهبود یافته از FXAA و MLAA است این روش با شناسایی دقیق لبهها، پیکسلهای اطراف آنها را به صورت نرم و یکنواخت محو میکند و تصاویر را طبیعیتر و یکدستتر نشان میدهد.
تفاوت اصلی SMAA با FXAA در دقت و کیفیت پردازش است؛ SMAA با استفاده از پردازش گرافیکی بیشتر، کیفیت تصویر بالاتری نسبت به FXAA ارائه میدهد، اما همچنان سنگینی آن به پای MSAA یا SSAA نمیرسد. به همین دلیل، SMAA گزینهای مناسب برای کسانی است که میخواهند لبههای صاف و تصویر با کیفیت بالا را بدون فشار زیاد روی کارت گرافیک تجربه کنند. با این حال امروزه با وجود TAA، استفاده از SMAA در میان کاربران کمتر رایج است.
۶. DLSS (Deep Learning Super Sampling)
پیشنهاد خواندنی : مادربرد چیست؟
کدام تکنیک Anti-Aliasing برای شما مناسبتر است؟
نحوه فعالسازی Anti-Aliasing در بازیها
جمع بندی
سوالات متداول
۱. آنتی آلیاسینگ چیست؟
۲. انواع آنتی آلیاسینگ (Anti Aliasing) چیست؟
۳. بهترین نوع آنتی آلیاسینگ برای شما کدام است؟
آنتی آلیاسینگ چیست
Anti Aliasing چیست
دیدگاهتان را بنویسید